JP2003227470A - Pump device - Google Patents

Pump device

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JP2003227470A
JP2003227470A JP2002028544A JP2002028544A JP2003227470A JP 2003227470 A JP2003227470 A JP 2003227470A JP 2002028544 A JP2002028544 A JP 2002028544A JP 2002028544 A JP2002028544 A JP 2002028544A JP 2003227470 A JP2003227470 A JP 2003227470A
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JP
Japan
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pump
frequency
motor
frequency converter
current value
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Application number
JP2002028544A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Yamamoto
雅和 山本
Katsuji Iijima
克自 飯島
Tsutomu Makino
力 牧野
Masakazu Komai
正和 駒井
Hideki Hagino
英樹 萩野
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cope with various kinds of liquid different in specific gravity with uniform specifications, while operating a pump by utilizing a current capacity of a motor part to a maximum extent. <P>SOLUTION: In this pump device comprising a pump part 10, the motor part 12 and a frequency converter 14 for supplying the power to the motor part 12, the relationship between an output frequency of the frequency converter 14 and the output voltage is uniquely determined in advance, a rotating speed of the pump is controlled to make a current value of the motor part 12 be constant, and an upper limit value and a lower limit value of the output frequency and determined to limit a control range of the rotating speed of the pump. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はポンプ装置に係り、
特に、ポンプ部と、該ポンプ部を駆動するモータ部と、
該モータ部に給電する周波数変換器を備え、モータ部の
電流容量を最大限に利用したポンプの運転を行いつつ、
比重の異なる任意の取扱液に同一仕様で適用できるよう
にしたポンプ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump device,
In particular, a pump section, a motor section for driving the pump section,
A frequency converter for supplying power to the motor section is provided, and while operating the pump making maximum use of the current capacity of the motor section,
The present invention relates to a pump device that can be applied to arbitrary handled liquids having different specific gravities with the same specifications.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば水用に設計されたポンプ装
置を水よりも比重の大きい取扱液にそのまま適用する
と、ポンプ出力が定格値をオーバーしてしまうことがあ
る。そのため、比重の異なる任意の取扱液を取扱う時に
は、この取扱液の比重に見合った出力のモータを有する
ポンプ装置を個別に用意して使い分ける必要があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, if a pump device designed for water, for example, is directly applied to a handling liquid having a larger specific gravity than water, the pump output may exceed the rated value. Therefore, when handling an arbitrary handling liquid having a different specific gravity, it is necessary to separately prepare and use a pump device having a motor having an output corresponding to the specific gravity of the handling liquid.

【0003】また、インバータで代表される周波数変換
器を備え、この周波数変換器を用いて電源周波数及び電
圧を変化させ、ポンプ出力が定格値に収まるようポンプ
の回転速度を制御するようにしたものも知られている。
このような周波数変換器を備えたポンプ装置にあって
は、取扱液の比重が異なる場合に、この取扱液の比重に
応じて運転周波数を個別に設定し直す必要がある。
Further, a frequency converter represented by an inverter is provided, and the power supply frequency and voltage are changed by using this frequency converter to control the rotational speed of the pump so that the pump output falls within the rated value. Is also known.
In the pump device including such a frequency converter, when the specific gravity of the handled liquid is different, it is necessary to individually reset the operating frequency according to the specific gravity of the treated liquid.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように、比重の異なる各種取扱液を取扱う時に、
取扱液の比重に見合った出力のモータ部とポンプ部とを
組み合わせたポンプ装置を個別に用意して使い分ける
と、多種類のポンプ仕様が必要となり、生産性や使い勝
手が悪いものとなるといった問題があった。周波数変換
器を使用したポンプ装置にあっても、取扱液の比重が変
化すると、この取扱液の比重に応じて、運転周波数を設
定し直す必要があり、同様の問題があった。
However, when handling various handling liquids having different specific gravities as in the above-mentioned conventional example,
If you separately prepare and use a pump device that combines a motor unit and a pump unit that have an output that matches the specific gravity of the handled liquid, you will need multiple types of pump specifications, resulting in poor productivity and usability. there were. Even in a pump device using a frequency converter, if the specific gravity of the handled liquid changes, it is necessary to reset the operating frequency according to the specific gravity of the handled liquid, and there is a similar problem.

【0005】本発明は上記に鑑みてなされたもので、モ
ータ部の電流容量を最大限に利用したポンプの運転を行
いつつ、比重の異なる任意の取扱液に同一仕様で対応で
きるようにしたポンプ装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above, and it is possible to operate a pump that makes maximum use of the current capacity of a motor section and, at the same time, respond to arbitrary liquids with different specific gravities with the same specifications. The purpose is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ポンプ部と、該ポンプ部を駆動するモータ部と、該
モータ部に給電する周波数変換器を備えたポンプ装置に
おいて、前記周波数変換器の出力周波数と出力電圧の関
係を予め一意的に決定しておいて、前記モータ部の電流
値が一定となるようにポンプの回転速度を制御するとと
もに、前記出力周波数の上限値と下限値を設定して、前
記ポンプの回転速度の制御範囲を限定したことを特徴と
するポンプ装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pump device comprising a pump section, a motor section for driving the pump section, and a frequency converter for supplying electric power to the motor section. The relationship between the output frequency and the output voltage of the converter is uniquely determined in advance, and the rotation speed of the pump is controlled so that the current value of the motor section becomes constant, and the upper and lower limits of the output frequency are set. The pump device is characterized by setting a value to limit a control range of the rotation speed of the pump.

【0007】このように、ポンプの運転揚程や流量に係
わらず、モータ部の電流値が一定となるように周波数変
換器の出力周波数を制御することで、モータ部の電流容
量を最大限に利用したポンプの運転が可能となる。しか
も、周波数変換器の出力周波数に最大値(上限周波数)
を設けることで、比較的比重の小さな取扱液に適用した
場合や、取扱液に空気が混入した場合にポンプの回転速
度が限界値を超えて増加するのを防ぎ、また周波数変換
器の出力周波数に最小値(下限周波数)を設けること
で、比較的比重の大きな取扱液に適用した場合に、モー
タ部の回転速度が過度に減少してポンプ部とモータ部が
共振を引き起こすことを排除するとともに、ポンプが過
負荷状態となった場合にポンプの回転速度が際限なく減
少して過負荷状態の検出が不能となるのを防ぐことがで
きる。
As described above, the output frequency of the frequency converter is controlled so that the current value of the motor section becomes constant irrespective of the operating head and flow rate of the pump, so that the current capacity of the motor section can be utilized to the maximum extent. It is possible to operate the pump. Moreover, the output frequency of the frequency converter has the maximum value (upper limit frequency).
The provision of this prevents the rotation speed of the pump from increasing beyond the limit value when applied to a handling liquid with a relatively small specific gravity or when air is mixed in the handling liquid, and it also prevents the output frequency of the frequency converter from increasing. By setting a minimum value (lower limit frequency) in the above, it is possible to prevent the rotation speed of the motor part from excessively decreasing and causing resonance between the pump part and the motor part when applied to a handling liquid with a relatively large specific gravity. It is possible to prevent the rotational speed of the pump from decreasing indefinitely when the pump is in the overloaded state and the detection of the overloaded state from becoming impossible.

【0008】請求項2に記載の発明は、前記周波数変換
器の出力周波数の下限値を該出力周波数の上限値の略5
0%に設定したことを特徴とする請求項1記載のポンプ
装置である。一般に、半導体製造工場等で多用される小
〜中出力クラスのポンプ装置では、上限(定格)周波数
の50%以下の周波数で運転すると、ポンプ部とモータ
部とが共振して大きな振動を引き起こす危険性がある
が、このように、周波数変換器の出力周波数の下限値を
該出力周波数の上限値の略50%に設定することで、比
較的比重の大きな取扱液に適用した場合等に、周波数が
過度に減少してポンプ部とモータ部が共振する危険性を
回避することができる。
According to a second aspect of the present invention, the lower limit value of the output frequency of the frequency converter is set to approximately 5 times the upper limit value of the output frequency.
The pump device according to claim 1, wherein the pump device is set to 0%. Generally, in a pump device of a small to medium output class which is frequently used in a semiconductor manufacturing factory or the like, when the pump device is operated at a frequency of 50% or less of an upper limit (rated) frequency, the pump part and the motor part resonate with each other, causing a large vibration. However, by setting the lower limit value of the output frequency of the frequency converter to about 50% of the upper limit value of the output frequency in this way, the frequency can be reduced when applied to a handling liquid having a relatively large specific gravity. It is possible to avoid the risk of the pump portion and the motor portion resonating due to excessive reduction.

【0009】請求項3に記載の発明は、前記周波数変換
器に、前記モータ部の電流値を段階的に切替える切替ス
イッチを設けたことを特徴とする請求項1または2に記
載のポンプ装置である。これにより、目標となるモータ
部の電流値の段階的な切替えを、周波数変換器に設けた
切替スイッチを介して容易に行うことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the pump device according to the first or second aspect, the frequency converter is provided with a changeover switch that changes the current value of the motor section in a stepwise manner. is there. This makes it possible to easily perform the stepwise switching of the target current value of the motor section through the changeover switch provided in the frequency converter.

【0010】請求項4に記載の発明は、前記周波数変換
器の出力周波数Fと出力電圧Vの関係V/Fを一定とし
て、前記モータ部の電流値をその最小値が最大値の略5
0%となるように設定したことを特徴とする請求項3記
載のポンプ装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the relationship V / F between the output frequency F and the output voltage V of the frequency converter is constant, and the current value of the motor section is approximately 5 with the minimum value being the maximum value.
The pump device according to claim 3, wherein the pump device is set to 0%.

【0011】このように、周波数変換器の出力周波数F
と出力電圧Vの関係V/Fを一定にして、モータ部の電
流値が一定となるようにモータ部の回転速度を制御する
と、ポンプの回転速度の如何にかかわらずモータ部のト
ルクはほぼ一定となり、モータ部の出力は、電流が一定
で回転速度に比例して電圧が変化することから、ポンプ
の回転速度に比例する。従って、ポンプの運転揚程や流
量に係わらず、モータ部の電流値を一定に保つように周
波数変換器の出力周波数を制御することにより、モータ
部の電流容量を最大限に利用したポンプの運転が可能と
なる。しかも、モータ部の電流値の最小値を最大値の略
50%程度まで下にとることにより、機器の電流分解能
を考慮しても、これらの間に数段階の設定電流値を設け
ることができる。
Thus, the output frequency F of the frequency converter is
When the rotation speed of the motor unit is controlled so that the current value of the motor unit becomes constant while the relation V / F between the output voltage V and the output voltage V is constant, the torque of the motor unit is almost constant regardless of the rotation speed of the pump. Therefore, the output of the motor section is proportional to the rotational speed of the pump because the current is constant and the voltage changes in proportion to the rotational speed. Therefore, by controlling the output frequency of the frequency converter so as to keep the current value of the motor constant regardless of the operating head and flow rate of the pump, it is possible to operate the pump by maximizing the current capacity of the motor. It will be possible. Moreover, by setting the minimum value of the current value of the motor part to about 50% of the maximum value, even if the current resolution of the device is taken into consideration, several set current values can be provided between them. .

【0012】請求項5に記載の発明は、複数の比重の異
なる取扱液に適用した場合の各々のポンプ特性を表示し
たことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
ポンプ装置である。これにより、複数の比重の異なる取
扱液に適用した場合の各々のポンプ特性を目視により確
認することができる。
The invention according to claim 5 is the pump device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the respective pump characteristics when applied to a plurality of handling liquids having different specific gravities are displayed. is there. Thereby, each pump characteristic when applied to a plurality of handling liquids having different specific gravities can be visually confirmed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、全周流型キャンドモータ
ポンプに適用した本発明の実施の形態のポンプ装置を示
す。このポンプ装置(全周流型キャンドモータポンプ)
は、ポンプ部10と、このポンプ部10を駆動するモー
タ部12と、このモータ部12に給電する周波数変換器
14とから主に構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a pump device according to an embodiment of the present invention applied to a full-circulation canned motor pump. This pump device (full-circle canned motor pump)
Is mainly composed of a pump unit 10, a motor unit 12 that drives the pump unit 10, and a frequency converter 14 that supplies power to the motor unit 12.

【0014】ポンプ部10は、内部に羽根車16を収納
した吸込側ケーシング18と、モータ部12を挟んで該
吸込側ケーシング18と反対側に配置された吐出側ケー
シング20と、下記のモータフレーム28の外周に配置
されて該モータフレーム28との間に吸込側ケーシング
18と吐出側ケーシング20とを繋ぐ環状空間22を形
成する外側ケーシング24とを有している。外側ケーシ
ング24の軸方向両端部には、Oリング25,25を介
してステンレス鋳鋼製等の吸込側ケーシング18及び吐
出側ケーシング20が固定されている。これらは、例え
ばステンレス鋳鋼を用いてロストワックス鋳造法により
成形されている。
The pump portion 10 has a suction side casing 18 which houses an impeller 16 therein, a discharge side casing 20 which is arranged on the opposite side of the suction side casing 18 with the motor portion 12 interposed therebetween, and a motor frame described below. An outer casing 24 is provided on the outer periphery of the outer casing 28 and forms an annular space 22 connecting the suction side casing 18 and the discharge side casing 20 with the motor frame 28. A suction side casing 18 and a discharge side casing 20 made of stainless cast steel or the like are fixed to both axial ends of the outer casing 24 via O-rings 25, 25. These are formed by the lost wax casting method using, for example, stainless cast steel.

【0015】モータ部12は、内部にステータ26を焼
き嵌め等で固着して収容したモータフレーム28を有
し、このモータフレーム28の軸方向開放端には、モー
タフレーム側板30が密封溶接されている。ステータ2
6の内周部には、ステンレス薄板製等のステータキャン
32が嵌着され、ステータキャン32はモータフレーム
28及びモータフレーム側板30と密封溶接されてい
る。
The motor section 12 has a motor frame 28 in which a stator 26 is fixedly housed by shrink fitting or the like, and a motor frame side plate 30 is hermetically welded to an axially open end of the motor frame 28. There is. Stator 2
A stator can 32 made of a stainless steel thin plate or the like is fitted to the inner peripheral portion of 6, and the stator can 32 is hermetically welded to the motor frame 28 and the motor frame side plate 30.

【0016】ステータ26の内側にはロータ34が回転
可能に収容されている。ロータ34は、主軸36に焼き
嵌めにて固定され、ロータキャン38とロータ側板4
0,40及びロータ側板40,40と主軸36を密封溶
接することにより、ロータ34を取扱液による腐食から
保護している。なお、ロータキャン38とロータ側板4
0,40及び主軸36の材料は、例えばステンレス鋼で
ある。主軸36は、両端部においてモータフレーム28
及びモータフレーム側板30に設置された軸受によって
支持され、主軸36の一端に前記羽根車16が固定され
ている。羽根車16は、例えばステンレス鋳鋼による鋳
造成形品である。
A rotor 34 is rotatably housed inside the stator 26. The rotor 34 is fixed to the main shaft 36 by shrink fitting, and the rotor can 38 and the rotor side plate 4 are
The rotor 34 is protected from corrosion by the handling liquid by sealingly welding the shafts 0, 40 and the rotor side plates 40, 40 and the main shaft 36. The rotor can 38 and the rotor side plate 4
The material of 0, 40 and the main shaft 36 is, for example, stainless steel. The main shaft 36 has a motor frame 28 at both ends.
The impeller 16 is fixed to one end of the main shaft 36, and is supported by bearings installed on the motor frame side plate 30. The impeller 16 is a cast molded product made of, for example, stainless cast steel.

【0017】反羽根車側軸受周辺部では、軸受ブラケッ
ト42にラジアル軸受44と固定側スラスト軸受46が
設けられている。ラジアル軸受44の端面は、まれに発
生する逆方向スラスト荷重を支える固定側スラスト軸受
としての機能も付与されている。ラジアル軸受44と固
定側スラスト軸受46を挟んで両側には、正方向のスラ
スト荷重を支える回転側正方向スラスト軸受48と、逆
方向のスラスト荷重を支える回転側逆方向スラスト軸受
50が設けられている。2つのスラスト軸受48,50
は各々スラストディスク52,54に焼き嵌め固定され
ており、2つのスラストディスク52,54は、ラジア
ル軸受と摺動部を構成するスリーブ56を間に挟んで、
主軸36の端部に設けられたダブルナット58によって
固定されている。
A radial bearing 44 and a fixed thrust bearing 46 are provided on the bearing bracket 42 in the peripheral portion of the non-impeller side bearing. The end surface of the radial bearing 44 also has a function as a fixed-side thrust bearing that supports a reverse thrust load that is rarely generated. On both sides of the radial bearing 44 and the fixed thrust bearing 46, there are provided a rotating forward thrust bearing 48 for supporting a forward thrust load and a rotating reverse thrust bearing 50 for supporting a reverse thrust load. There is. Two thrust bearings 48, 50
Are shrink-fitted and fixed to the thrust discs 52 and 54, respectively, and the two thrust discs 52 and 54 sandwich the sleeve 56 which constitutes the radial bearing and the sliding portion,
It is fixed by a double nut 58 provided at the end of the main shaft 36.

【0018】前記軸受ブラケット42は、弾性材からな
るOリング60を介してモータフレーム側板30に当接
している。なお、スラスト軸受46,48,50、ラジ
アル軸受44及びスリーブ56の材料は、例えばセラミ
ックの一種、SiCであり、軸受ブラケット42及びス
ラストディスク52,54の材料は、例えばステンレス
鋼である。
The bearing bracket 42 is in contact with the motor frame side plate 30 via an O-ring 60 made of an elastic material. The materials of the thrust bearings 46, 48, 50, the radial bearing 44 and the sleeve 56 are, for example, one kind of ceramic, SiC, and the materials of the bearing bracket 42 and the thrust disks 52, 54 are, for example, stainless steel.

【0019】羽根車側軸受周辺部では、軸受ブラケット
62にラジアル軸受64が設けられており、モータフレ
ーム28に弾性材からなるOリング66を介して挿入さ
れている。ラジアル軸受64と摺動部を構成するスリー
ブ68は、座金70及び羽根車16を介して主軸36の
端部に設けられたナット72によって固定されている。
A radial bearing 64 is provided on the bearing bracket 62 around the impeller-side bearing, and is inserted into the motor frame 28 via an O-ring 66 made of an elastic material. The radial bearing 64 and the sleeve 68 forming a sliding portion are fixed by a nut 72 provided at an end of the main shaft 36 via a washer 70 and an impeller 16.

【0020】周波数変換器14は、周波数変換器本体8
0と該周波数変換器本体80を密封して収容する、2つ
割のケース82とを有している。このケース82は、外
側ケーシング24に設けた平面座24aに取付けられて
いる。そして、周波数変換器本体80は、電源からの電
力を入力する手段としての動力ケーブル84に接続さ
れ、周波数変換器本体80の出力は、リード線86を介
してモータ部12のステータ26に供給される。更に、
ケース82には、周波数変換器本体80に接続されて、
モータ部12の電流値を段階的に切替える切替スイッチ
(電流設定器)88が取付けられている、
The frequency converter 14 is a frequency converter main body 8
0 and a case 82 that divides the frequency converter main body 80 in a hermetically sealed manner. The case 82 is attached to a flat seat 24 a provided on the outer casing 24. The frequency converter main body 80 is connected to the power cable 84 as a means for inputting electric power from the power source, and the output of the frequency converter main body 80 is supplied to the stator 26 of the motor unit 12 via the lead wire 86. It Furthermore,
The case 82 is connected to the frequency converter body 80,
A changeover switch (current setting device) 88 for changing the current value of the motor unit 12 in stages is attached.

【0021】なお、図示しないが、周波数変換器14に
は、モータ部12の電流値を検出する電流値検出手段
と、この検出した検出電流値と予め設定した設定電流値
とを比較する比較器が備えられている。
Although not shown, the frequency converter 14 includes a current value detecting means for detecting the current value of the motor section 12, and a comparator for comparing the detected current value detected with a preset current value. Is provided.

【0022】周波数変換器14は、1次側の交流商用電
源の周波数及び電圧を変換して2次側に出力するもの
で、この出力周波数Fと出力電圧Vの関係は予め一意的
に決定されている。つまり、例えば、出力周波数Fと出
力電圧Vの関係V/FまたはV/Fを一定とするよう
に設定されている。従って、周波数変換器14にある周
波数の信号が与えられると、周波数変換器14は、モー
タ部12にこの周波数F、及びこの周波数またはこの周
波数の平方根に比例した電圧Vを供給するようになって
いる。
The frequency converter 14 converts the frequency and voltage of the AC commercial power source on the primary side and outputs it to the secondary side. The relationship between the output frequency F and the output voltage V is uniquely determined in advance. ing. That is, for example, the relationship V / F or V / F 2 between the output frequency F and the output voltage V is set to be constant. Therefore, when the frequency converter 14 is supplied with a signal of a certain frequency, the frequency converter 14 supplies the frequency F and the voltage V proportional to this frequency or the square root of this frequency to the motor unit 12. There is.

【0023】ここで、周波数変換器14からモータ部1
2に給電される電圧/周波数(V/F)の比の値を一定
に設定すると、三相誘導モータのトルクは基本的にモー
タ部に流れる電流で決まり、モータ部の電流値を一定に
保つようにポンプの回転速度を制御すると、ポンプの回
転速度の如何にかかわらず、モータトルクはほぼ一定と
なる。モータ部の出力は、電流値が一定で回転速度に比
例して電圧Vが変化することから、ポンプの回転速度に
比例する。従って、ポンプの運転揚程や流量に係わら
ず、モータ部12の電流値を一定に保つように周波数変
換器14の出力周波数Fを制御することにより、モータ
部12の電流容量を最大限に利用したポンプの運転が可
能となる。
From the frequency converter 14 to the motor unit 1
If the value of the ratio of voltage / frequency (V / F) supplied to 2 is set to a constant value, the torque of the three-phase induction motor is basically determined by the current flowing in the motor section, and the current value of the motor section is kept constant. When the rotational speed of the pump is controlled as described above, the motor torque becomes almost constant regardless of the rotational speed of the pump. The output of the motor unit is proportional to the rotation speed of the pump because the voltage V changes in proportion to the rotation speed with a constant current value. Therefore, the current capacity of the motor unit 12 is maximized by controlling the output frequency F of the frequency converter 14 so as to keep the current value of the motor unit 12 constant regardless of the operating head and flow rate of the pump. The pump can be operated.

【0024】このような運転を実施するため、周波数変
換器14の2次側の電流、即ちモータ部12の電流を電
流検出器により検出し、電流変換器で計装信号に変換
し、比較器に入力する。一方、予想される周波数範囲で
のモータ部12の許容電流を予め設定する。そして、比
較器では、設定された電流値とモータ部12の電流値の
偏差を増幅し出力する。周波数信号発生器では、設定値
と検出値の偏差が0に近づくように単純なフィードバッ
ク系として、周波数変換器14の2次側の出力周波数F
を変化させモータ部12に給電するようにしている。
In order to carry out such an operation, the current on the secondary side of the frequency converter 14, that is, the current of the motor section 12 is detected by the current detector, converted into an instrumentation signal by the current converter, and then the comparator. To enter. On the other hand, the allowable current of the motor unit 12 in the expected frequency range is preset. Then, the comparator amplifies and outputs the deviation between the set current value and the current value of the motor unit 12. In the frequency signal generator, the output frequency F on the secondary side of the frequency converter 14 is set as a simple feedback system so that the deviation between the set value and the detected value approaches zero.
Is changed to supply power to the motor unit 12.

【0025】このようなフィードバック制御系により、
モータ部12に給電される周波数Fは、常にモータ部1
2が一定の許容電流値で運転されるように調整される。
即ち、小流量時には、モータ部12の電流値が低下する
ので、一定の電流値に近づけるように周波数Fが増大し
回転速度が高くなり、V/F=一定であることから電圧
が上昇し、電流値が設定値迄上昇する。大流量時には、
電流値が増大するので、一定の電流値に近づけるように
周波数Fが減少し、回転速度が低くなり、V/F=一定
であることから、電圧値が減少して、所要動力が減少す
る。
With such a feedback control system,
The frequency F supplied to the motor unit 12 is always the motor unit 1
2 is adjusted so that it is operated at a constant allowable current value.
That is, when the flow rate is small, the current value of the motor unit 12 decreases, so that the frequency F increases and the rotation speed increases so as to approach a constant current value, and since V / F = constant, the voltage increases, The current value rises to the set value. At high flow rate,
Since the current value increases, the frequency F decreases so as to approach the constant current value, the rotation speed decreases, and V / F = constant, so the voltage value decreases and the required power decreases.

【0026】ここで、この例では、周波数変換器14の
出力周波数Fの上限値(上限周波数)と下限値(下限周
波数)を設定して、ポンプの回転速度の制御範囲を限定
し、これによって、モータ部12の電流容量を最大限に
利用したポンプの運転を行いつつ、比重の異なる任意の
取扱液に同一仕様で対応できるようになっている。
Here, in this example, the upper limit value (upper limit frequency) and the lower limit value (lower limit frequency) of the output frequency F of the frequency converter 14 are set to limit the control range of the rotational speed of the pump. While operating the pump making maximum use of the current capacity of the motor unit 12, it is possible to handle arbitrary handled liquids having different specific gravities with the same specifications.

【0027】つまり、上記のように、モータ部12の電
流値が一定となるように周波数変換器14の出力周波数
Fを制御すると、比較的比重の小さな取扱液に適用した
場合や、取扱液に空気が混入した場合に、ポンプの回転
速度が限界値を超えて増加したり、比較的比重の大きな
取扱液に適用した場合に、ポンプの回転速度が過度に減
少してポンプ部とモータ部が共振を引き起こしたり、ポ
ンプが過負荷状態となった場合にポンプの回転速度が際
限なく減少して過負荷状態の検出が不能となったりする
ことがあるが、この例では、周波数変換器14の出力周
波数Fの上限値と下限値を設定し、ポンプの回転速度の
制御範囲を限定することで、このような弊害を防止する
ようにしている。
That is, as described above, when the output frequency F of the frequency converter 14 is controlled so that the current value of the motor section 12 becomes constant, the present invention can be applied to a handling liquid having a relatively low specific gravity or to a handling liquid. When air is mixed, the rotation speed of the pump increases beyond the limit value, or when it is applied to a handling liquid with a relatively large specific gravity, the rotation speed of the pump decreases excessively and the pump and motor parts Resonance may be caused, or if the pump becomes overloaded, the rotational speed of the pump may decrease indefinitely, making it impossible to detect the overloaded condition. By setting the upper limit value and the lower limit value of the output frequency F and limiting the control range of the rotation speed of the pump, such an adverse effect is prevented.

【0028】ここで、比重が1〜2の取扱液に適用する
ようにしたポンプ装置のモータ部12に周波数変換器1
4から供給する出力周波数Fの該取扱液に比重に適した
上限値と下限値に説明する。なお、ここでは、周波数変
換器14の出力周波数Fと出力電圧Vの関係V/Fを一
定として、モータ部12の電流値をその最小値が最大値
の50%となるとした場合について説明する。
Here, the frequency converter 1 is attached to the motor section 12 of the pump device adapted to be applied to the handled liquid having a specific gravity of 1-2.
The upper limit value and the lower limit value of the output frequency F supplied from No. 4 are suitable for the specific gravity of the handled liquid. Note that, here, a case will be described in which the relationship V / F between the output frequency F and the output voltage V of the frequency converter 14 is fixed, and the current value of the motor unit 12 is 50% of the minimum value of the current value.

【0029】周波数変換器の出力周波数Fと出力電圧V
の関係をV/F一定とした場合、出力電流(モータ部の
電流値)をI、ポンプ出力をL、ポンプ吐出圧力をP、
比重をγとすると、 V∝F ……… L∝γF ……… L∝VI ……… P∝γF ……… の関係がある。いま、出力周波数F=1(100%)、
比重γ=1の時、V=L=I=P=1とし、V=F=x
とする。
Output frequency F and output voltage V of the frequency converter
When the relationship of V / F is constant, the output current (current value of the motor section) is I, the pump output is L, the pump discharge pressure is P,
When the specific gravity is γ, there is a relationship of V∝F ………… L ∝γF 3 ………… L ∝VI ………… P ∝γF 2 ……. Now, output frequency F = 1 (100%),
When the specific gravity γ = 1, V = L = I = P = 1 and V = F = x
Set to 0 .

【0030】この状態で、出力電流(モータ部の電流
値)I=1のまま、比重γ=2とすると、 V=F=x,L=2x =x×1より x=1/√2=0.71, ∴F≒0.71 となる。次に、比重γ=1のまま、出力電流(モータ部
の電流値)I=0.5とすると、 V=F=x,L=x =x×0.5より x=1/√2=0.71, ∴F≒0.71 となる。更に、出力電流(モータ部の電流値)I=0.
5,比重γ=2とすると、 V=F=x,L=2x =x×0.5より x=0.5, ∴F≒0.5 となる。
In this state, if the output current (motor current value) I = 1 is maintained and the specific gravity is γ = 2, then V = F = x 1 , L = 2x 1 3 = x 1 × 1 and x 1 = 1 / √2 = 0.71, ∴F≈0.71. Next, assuming that the output current (current value of the motor portion) I = 0.5 with the specific gravity γ = 1, V = F = x 2 , L = x 2 3 = x 2 x0.5, so x 2 = 1 / √2 = 0.71, ∴F≈0.71. Furthermore, the output current (current value of the motor section) I = 0.
5, given a specific gravity γ = 2, V = F = x 3 and L = 2x 3 3 = x 3 × 0.5, so x 3 = 0.5, ∴F≈0.5.

【0031】これにより、取扱液の比重の適用範囲を1
〜2とした場合、モータ部12の電流値Iの比率と運転
周波数(周波数変換器の出力周波数)Fの比率は、図2
に示すようになる。つまり、モータ部12の電流値I=
1(100%)の時の運転周波数(周波数変換器の出力
周波数)Fは、xとxとを結ぶ線aに沿って下降
し、モータ部12の電流値I=0.5(50%)の時の
運転周波数(周波数変換器の出力周波数)Fは、x
とを結ぶ線bに沿って下降する。
As a result, the applicable range of the specific gravity of the handled liquid is 1
2 to 2, the ratio of the current value I of the motor unit 12 and the ratio of the operating frequency (output frequency of the frequency converter) F is as shown in FIG.
As shown in. That is, the current value I of the motor unit 12 =
The operating frequency (output frequency of the frequency converter) F at 1 (100%) decreases along the line a connecting x 0 and x 1, and the current value I of the motor unit 12 is 0.5 (50). %), The operating frequency (output frequency of the frequency converter) F decreases along the line b connecting x 2 and x 3 .

【0032】このように、取扱液の比重の適用範囲を1
〜2とすると、半導体工場などで多用される高比重液は
殆どこの範囲に属し、最小設定電流値を最大設定電流値
の略50%程度までに抑えれば、運転周波数の低下を上
限(定格)周波数の略50%までに抑えることができ
る。
Thus, the applicable range of the specific gravity of the handled liquid is 1
If it is set to 2, the high specific gravity liquids that are frequently used in semiconductor factories belong to this range, and if the minimum set current value is suppressed to about 50% of the maximum set current value, the decrease of the operating frequency becomes the upper limit (rated value). ) It can be suppressed to about 50% of the frequency.

【0033】また、通常、最小設定電流値を最大設定電
流値の略50%程度まで下にとれれば、機器の電流分解
能を考慮しても、これらの間に数段階の設定電流値を設
けることができる。例えば、2.2kWクラス(200
V)のモータ定格電流値は、12A位であり、最大設定
電流値を12A、最小設定電流値を6Aとすれば、電流
分解能を考慮して各設定電流値の間隔を1Aあけたとし
ても、途中に5段階の設定電流値を設けることができ
る。
Further, normally, if the minimum set current value can be lowered to about 50% of the maximum set current value, even if the current resolution of the equipment is taken into consideration, several set current values should be provided between them. You can For example, 2.2kW class (200
The motor rated current value of V) is about 12A, and if the maximum set current value is 12A and the minimum set current value is 6A, even if the interval of each set current value is 1A considering the current resolution, A set current value of 5 steps can be provided on the way.

【0034】次に、このようにして、運転周波数(周波
数変換器の出力周波数)を設定したポンプ装置を比重γ
=1.0の取扱液に適用した時の吐出し圧力、吐出し
量、モータ部の電流値及び運転周波数の関係を図3に示
す。なお、図3において、c及びdは上限周波数で
運転した場合を、e及びfは下限周波数で運転した
場合をそれぞれ示す。
Next, the pump device having the operating frequency (output frequency of the frequency converter) set in this way is set to a specific gravity γ.
Fig. 3 shows the relationship among the discharge pressure, the discharge amount, the motor current value, and the operating frequency when applied to the handling liquid of = 1.0. In FIG. 3, c 1 and d 1 show the case of operating at the upper limit frequency, and e 1 and f 1 show the case of operating at the lower limit frequency.

【0035】この図から、比較的比重の小さな取扱液に
適用した場合にあって、モータ部の電流値を高く設定し
た場合には、吐出し量が大きい領域では、本来の運転周
波数に沿って運転されるが、吐出し量が小さい領域で
は、上限周波数に沿って運転され、これによって、運転
周波数が定格値を超えて増加するのを防ぐことができ
る。
From this figure, when applied to a handling liquid having a relatively small specific gravity and the current value of the motor section is set high, in the region where the discharge amount is large, it follows the original operating frequency. In the region where the discharge amount is small, the discharge amount is small, but the discharge amount is small, and the discharge amount is smaller than the rated value.

【0036】また、このようなポンプ装置を比重γ=
1.8の取扱液に適用した時の吐出し圧力、吐出し量、
モータ部の電流値及び運転周波数の関係を図4に示す。
なお、図4において、c及びdは上限周波数で運転
した場合を、e及びfは下限周波数で運転した場合
をそれぞれ示す。
In addition, such a pump device has a specific gravity γ =
Discharge pressure, discharge amount when applied to the handling liquid of 1.8,
FIG. 4 shows the relationship between the current value of the motor section and the operating frequency.
In FIG. 4, c 2 and d 2 show the case of operating at the upper limit frequency, and e 2 and f 2 show the case of operating at the lower limit frequency.

【0037】この図から、比較的比重の大きな取扱液に
適用した場合にあって、モータ部の電流値を低く設定し
た場合には、吐出し量が小さい領域では、本来の運転周
波数に沿って運転されるが、吐出し量が大きい領域で
は、下限周波数に沿って運転され、これによって、周波
数が過度に減少してポンプ部とモータ部が共振を引き起
こす可能性を排除することができる。
From this figure, when applied to a handling liquid having a relatively large specific gravity and the current value of the motor section is set low, in the region where the discharge amount is small, it follows the original operating frequency. In the region where the pump is operated but the discharge amount is large, the pump is operated along the lower limit frequency, which can eliminate the possibility that the frequency is excessively reduced and the pump section and the motor section cause resonance.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータ部の電流容量を最大限に利用したポンプの運転を
行いつつ、比重の異なる任意の取扱液に同一仕様のポン
プ装置にて対応することができ、これによって、生産性
の向上を図るとともに、使い勝手を良くすることができ
る。
As described above, according to the present invention,
While operating the pump making maximum use of the current capacity of the motor part, it is possible to handle arbitrary handled liquids with different specific gravities with the pump device of the same specification, thereby improving productivity and The usability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態のポンプ装置を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pump device according to an embodiment of the present invention.

【図2】モータ部の電流値を100%と50%にした時
に運転周波数と比重の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the operating frequency and the specific gravity when the current values of the motor section are 100% and 50%.

【図3】比較的比重の小さな取扱液(比重γ=1.0)
に適用したポンプ装置の吐出し圧力、吐出し量、モータ
部の電流値及び運転周波数の関係を示すグラフである。
[Figure 3] Handling liquid with relatively small specific gravity (specific gravity γ = 1.0)
6 is a graph showing the relationship among the discharge pressure, the discharge amount, the current value of the motor unit, and the operating frequency of the pump device applied to FIG.

【図4】比較的比重の大きな取扱液(比重γ=1.8)
に適用したポンプ装置の吐出し圧力、吐出し量、モータ
部の電流値及び運転周波数の関係を示すグラフである。
[Fig. 4] Handling liquid with relatively large specific gravity (specific gravity γ = 1.8)
6 is a graph showing the relationship among the discharge pressure, the discharge amount, the current value of the motor unit, and the operating frequency of the pump device applied to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ポンプ部 12 モータ部 14 周波数変換器 16 羽根車 22 環状空間 24 外側ケーシング 26 ステータ 34 ロータ 36 主軸 80 周波数変換器本体 82 ケース 84 動力ケーブル 86 リード線 88 切替スイッチ 10 Pump section 12 Motor part 14 Frequency converter 16 impeller 22 Ring space 24 Outer casing 26 Stator 34 rotor 36 spindle 80 frequency converter body 82 cases 84 power cable 86 lead wire 88 changeover switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 力 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 駒井 正和 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目1番1号 株 式会社荏原電産内 (72)発明者 萩野 英樹 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目1番1号 株 式会社荏原電産内 Fターム(参考) 3H045 AA06 AA08 AA12 AA22 BA31 CA21 CA29 DA07 EA36    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Riki Makino             11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Co., Ltd.             Inside the EBARA CORPORATION (72) Inventor Masakazu Komai             4-1-1 Honfujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture             In ceremony company EBARA DENSAN (72) Inventor Hideki Hagino             4-1-1 Honfujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture             In ceremony company EBARA DENSAN F term (reference) 3H045 AA06 AA08 AA12 AA22 BA31                       CA21 CA29 DA07 EA36

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポンプ部と、該ポンプ部を駆動するモー
タ部と、該モータ部に給電する周波数変換器を備えたポ
ンプ装置において、 前記周波数変換器の出力周波数と出力電圧の関係を予め
一意的に決定しておいて、前記モータ部の電流値が一定
となるようにポンプの回転速度を制御するとともに、前
記出力周波数の上限値と下限値を設定して、前記ポンプ
の回転速度の制御範囲を限定したことを特徴とするポン
プ装置。
1. A pump device comprising a pump section, a motor section for driving the pump section, and a frequency converter for supplying power to the motor section, wherein the relationship between the output frequency and the output voltage of the frequency converter is unique in advance. Control is performed to control the rotation speed of the pump so that the current value of the motor unit becomes constant, and the upper and lower limits of the output frequency are set to control the rotation speed of the pump. A pump device having a limited range.
【請求項2】 前記周波数変換器の出力周波数の下限値
を該出力周波数の上限値の略50%に設定したことを特
徴とする請求項1記載のポンプ装置。
2. The pump device according to claim 1, wherein the lower limit value of the output frequency of the frequency converter is set to approximately 50% of the upper limit value of the output frequency.
【請求項3】 前記周波数変換器に、前記モータ部の電
流値を段階的に切替える切替スイッチを設けたことを特
徴とする請求項1または2に記載のポンプ装置。
3. The pump device according to claim 1, wherein the frequency converter is provided with a changeover switch for changing over a current value of the motor section in a stepwise manner.
【請求項4】 前記周波数変換器の出力周波数Fと出力
電圧Vの関係V/Fを一定として、前記モータ部の電流
値をその最小値が最大値の略50%となるとしたことを
特徴とする請求項3記載のポンプ装置。
4. The current value of the motor unit is set such that the minimum value thereof is approximately 50% of the maximum value with the relationship V / F between the output frequency F and the output voltage V of the frequency converter being constant. The pump device according to claim 3.
【請求項5】 複数の比重の異なる取扱液に適用した場
合の各々のポンプ特性を表示したことを特徴とする請求
項1乃至4のいずれかに記載のポンプ装置。
5. The pump device according to claim 1, wherein each pump characteristic when being applied to a plurality of handling liquids having different specific gravities is displayed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020002858A (en) * 2018-06-28 2020-01-09 株式会社荏原製作所 Pump selection design creation device, pump selection device, and pump selection design
JP2020002857A (en) * 2018-06-28 2020-01-09 株式会社荏原製作所 Pump selection device, pump selection system, and pump selection method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020002858A (en) * 2018-06-28 2020-01-09 株式会社荏原製作所 Pump selection design creation device, pump selection device, and pump selection design
JP2020002857A (en) * 2018-06-28 2020-01-09 株式会社荏原製作所 Pump selection device, pump selection system, and pump selection method
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